王濱，張斌

（江西應(yīng)用工程職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系，江西萍鄉(xiāng)337042）

S7-200PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王濱，張斌

（江西應(yīng)用工程職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系，江西萍鄉(xiāng)337042）

本文是針對學(xué)院實(shí)訓(xùn)設(shè)備模塊的開發(fā)，利用S7-200PLC來模擬自動(dòng)洗衣機(jī)的控制過程。從PLC設(shè)備的控制流程圖、I/0端口分配表、順序功能圖、梯形圖及外部接線圖等方面做了具體介紹，并詳細(xì)分析了程序的控制過程，可以讓高職院校的學(xué)生更加了解PLC的可靠性和實(shí)用性。為今后學(xué)好《PLC》這門課程和掌握洗衣機(jī)的控制過程打下良好的基礎(chǔ)。

PLC；洗衣機(jī)；模擬控制

1 引言

可編程控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是一種在微處理器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，能執(zhí)行各種形式和各種級別的復(fù)雜控制任務(wù)的裝置，被稱為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。由于它可以通過編寫的程序來改變控制過程，而且具有體積小、能耗低、設(shè)計(jì)安裝調(diào)試簡單、性價(jià)比高及抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，如今已廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，成為了先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分[1]。

《PLC》課程是高職院校電氣自動(dòng)化專業(yè)和機(jī)電一體化專業(yè)的一門重要課程。為了建設(shè)和開發(fā)該精品課程，提高《PLC》課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力，針對學(xué)院實(shí)訓(xùn)設(shè)備模塊的開發(fā)與利用，采用西門子S7-200PLC來模擬自動(dòng)洗衣機(jī)的控制過程，可以作為高職院校學(xué)生學(xué)習(xí)PLC控制的借鑒與參考，也為學(xué)院《PLC》課程的建設(shè)和項(xiàng)目式教學(xué)的開展提供了方便[2]。

2 自動(dòng)洗衣機(jī)在模擬控制中的硬件規(guī)劃與軟件設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)訓(xùn)模塊的面板和控制流程圖見圖1和圖2。

圖1 實(shí)驗(yàn)?zāi)K的面板

圖2 控制流程

2.2 系統(tǒng)模擬控制要求。

（1）洗衣機(jī)通電啟動(dòng)后，遵循以下順序進(jìn)行工作：洗滌（1次）一漂洗（2次）一甩干桶工作一蜂鳴器報(bào)警，完成洗衣過程。

（2）洗滌：進(jìn)水→正轉(zhuǎn)6秒，反轉(zhuǎn)6秒，6個(gè)循環(huán)→排水。

（3）漂洗：進(jìn)水→正轉(zhuǎn)6秒，反轉(zhuǎn)6秒，6個(gè)循環(huán)→排水。

（4）進(jìn)水：進(jìn)水閥打開后水位升高，按一下上限開關(guān)模擬水位達(dá)到上限值。

（5）排水：排水閥打開后水位下降，按一下下限開關(guān)模擬水位達(dá)到下限值。

（6）甩干桶：脫水工作時(shí)，燈亮6秒。

（7）報(bào)警：報(bào)警燈亮6秒后，提示完成洗衣過程。

2.3 PLC設(shè)備的外部接線圖及I/O端口分配表

為了實(shí)現(xiàn)模擬系統(tǒng)的上述控制要求，擬采用西門子S7-200型PLC，PLC設(shè)備的外部接線圖及I/0端口分配表分別見圖3和表1[3]。

圖3 PLC外部接線圖

表l I/O端口的分配表

2.4 順序功能圖和梯形圖的設(shè)計(jì)

自動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)模擬控制的方法有很多，首先根據(jù)PLC設(shè)備的外部接線圖、I/0端口分配表和控制流程圖設(shè)計(jì)出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)出梯形圖。順序功能圖和梯形圖分別見圖4和圖5。

圖4 順序功能圖

圖5 梯形圖

3 程序的調(diào)試，模擬自動(dòng)洗衣的控制過程

3.1 按照I/O端口分配表和PLC外部接線圖完成PLC設(shè)備與自動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)訓(xùn)模塊之間的連線，打開電腦編寫的梯形圖，進(jìn)行保存和編譯，然后把程序下載到PLC設(shè)備中，下載完畢后將PLC的“RUN，ST0P’按鈕調(diào)到“RUN”狀態(tài)[4]。

3.2 按下“啟動(dòng)”按鈕后，系統(tǒng)開始運(yùn)行。進(jìn)水閥(Q0.0)打開，水位升高，按一下上限開關(guān)模擬水位達(dá)到上限值,自動(dòng)洗衣機(jī)開始洗滌。

3.3 洗滌完成，排水閥(Q0.3)打開，水位下降，按一下下限開關(guān)模擬水位達(dá)到下限值,自動(dòng)洗衣機(jī)停止排水。

3.4 重復(fù)進(jìn)水、漂洗、排水兩次。

3.5 漂洗完畢，甩干桶開始工作，同時(shí)排水閥也打開。

3.6 甩干桶工作6秒后，蜂鳴器發(fā)出6秒的報(bào)警，提示洗衣過程結(jié)束。

3.7 在模擬控制洗衣的過程中按“停止”按鈕,可以停止洗衣，按“排水”按鈕，排水閥“Q0.3”打開排水。

4 結(jié)語

模擬系統(tǒng)的整個(gè)硬件規(guī)劃與程序設(shè)計(jì)，通過調(diào)試運(yùn)行符合模擬洗衣的控制要求，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)控制要求的方法很多，還需要進(jìn)一步的探索和完善[2]。高職院校的學(xué)生可以根據(jù)自己的控制要求，設(shè)計(jì)出不同的PLC外部接線圖、I/0端口的分配表、控制流程圖、順序功能圖和梯形圖，從而滿足不同的洗衣要求[5]。

[1]舒易茂.PLC在自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技信息,2008(36):136-137.

[2]侯文芳.PLC在自動(dòng)洗衣相模擬控制中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科技信息,2011(32):246-247.

[3]石玉明.基于PLC的自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2007(6):123-127.

[4]王亞欣.全自動(dòng)洗衣機(jī)的PLC控制[J].科技廣場,2008(3):212-214.

[5]胡小穎.全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2015(5):163-165.

[6]廖常初.S7-200PLC基礎(chǔ)教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2009.2:94-98.

Design and Application of S7-200PLC in Full Automatic Washing Machine

WANG Bin，ZHANG Bin
(Department of Mechanical and Electrical Engineering,Jiangxi Application Engineering College,Pingxiang 337042,Jiangxi)

This paper is aimed at the development of the training equipment module,and uses S7-200PLC to simulate the control process of the automatic washing machine.This paper introduces the control flow chart,PLC device I/0 port allocation table,sequential function chart,ladder diagram and external wiring diagram etc.in details.The control process of procedure is analyzed in details,which lets the higher vocational college students learn more about the reliability and practicality of PLC and then have the solid foundation for learning the course of"PLC"and master the control process of washing machine.

PLC;washing machine;analog control

TM925.33

A

1671-5004（2017）05-0012-03

2017-09-08

江西應(yīng)用工程職業(yè)學(xué)院院級課題“基于PLC項(xiàng)目式教學(xué)研究與實(shí)踐”階段性成果（項(xiàng)目編號：JXATEI-2016-005）

王濱（1978-）男，湖南萍鄉(xiāng)人，江西應(yīng)用工程職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系實(shí)驗(yàn)師，研究方向：電氣控制技術(shù)和電子制作技術(shù)等。